F arg’ona davlat universiteti Fizika-Texnika Fakulteti Fizika yo’nalishi 19. 11-guruh talabasi Maxmudjonov Xushnudbekning Sxemotexnika va Robototexnika asoslari fanidan yozgan Arduino mikrokontroller qurilmasi va uning turlari haqida

Bevosita o‘zgartiradigan datchiklar. Bevosita o‘zgartirgich datchikka misol bo‘lib, tenzodatchik, termo (issiqlik) datchiklar, induktiv datchiklar, sig‘im datchiklar, optik datchiklari va hokazolar hisoblanadi.

Oraliq o‘zgartirgichga ega datchiklar. Bu datchiklar bir nechta bevosita o‘zgartiradigan va ketma-ket ishlaydigan datchiklardan tashkil topgan. Bundagi bitta datchikni chiqish kattaligi kelgusi datchikni kirish miqdori bo‘lib xizmat qiladi.
Anolog va raqamli datchiklar bilan ishlash
Analogli datchiklar: harorat va sarf datchiklari.

Datchik (ruscha), birlamchi oʻzgartirgich — oʻlchanayotgan fizik kattalik (bosim, temperatura, elektr kuchlanish, siljish va b.)ni uzatish, unga ishlov berish va qayd qilish uchun signal (odatda, elektr signal)ga aylantirib beradigan vosita. Oʻlchash, signal yoki rostlash qurilmalari tizimining muhim qismi; sezgir elementi tekshirilayotgan miqdorlar (bosim, temperatura, tezlik, yorugʻlik kuchi, elektr toki, kuchlanish va b.) taʼsirini sezadi. Ishi elektr qarshiligi, sigʻim, induktivlikka, shuningdek, nazorat qilinadigan mexanik, akustik, issiqlik, elektr, optik, magnit kattaliklar taʼsir etganda elektr yurituvchi kuch (e. yu. k.) hosil boʻlishiga asoslangan D.lar (sigim datchigi, induktiv D., induksion D. va h. k.) keng tarqalgan. Elektr zanjirlarida kontaktlarning ulanib-uzilishiga asoslangan D.lar (kontakt datchigi) va elektr mashina D.lari ham bor. Ishlab chiqarish jarayonlarini avtomatlashtirish va ilmiy tadqiqot ishlarining amaliy kis-mini bajarishda ishlatiladi. D. avtomatika va telemexanika qurilmalarining muhim qismi hisoblanadi.
Raqam-analogli o’zgartirgichlar Qishloq va suv xo’jaligi ishlab chiqarishini avtomatlashtirishda, oxirgi vaqtda zamon talabiga javob beradigan raqamli uskunalar keng qo’llanilmoqda. Ushbu uskunalarda raqamli hadni analog signaliga yoki aksincha analog signalini raqamli kodga o’zgartirish vazifasini RAU va ARU lar bajarishadi.
Raqam-analog o’zgartkichlari raqamli kod ko’rinishdagi signalni unga proporsional bo’lgan tok yoki kuchlanishga aylantirishda xizmat qiladi. Ular teleo’lchash tizimlaridagi raqam ko’rinishidagi axbarotni analog signalga o’zgartirib ushbu signalni maxsus asboblarga uzatadi, yoki raqamli EХM lar va analog elementlar orasida aloqani amalga oshiradi. RAU larning ish prinsipi kirish raqam razryadlariga proporsional bo’lgan analog signallarni qo’shishcha asoslangan. RAU da analog chiqish signali U chiq kirish raqam signali bilan quyidagicha bog’langan.
Uchiq=Uet.S
bu yerda Uet — etalon kuchlanish S — ma’lum miqdorda ikkilamchi razryadlardan iborat
S=a12-1+a22-2+... an2-n
bu yerda a1 a2 an- 1 yoki 0 qabul qiluvchi ikkilamchi razryadlarni koeffitsiyentlari, n — ikkilamchi razryadlarning umumiy soni. ai=1 bo’lganda S ning qiymati 1 ga yaqinlashib undan 2-n farq qiladi. RAU ning ish prinsipini ko’rib chiqamiz
Bu yerda razryad I1,I2 ... In toklari vazn rezistorlar yordamida tekshiriladi. Sxemadan ko’rinib turibdiki katta razryaddan kichik razryadga o’tgan sari tok miqdori 2 barobar kamayadi, chunki har bir katta razryadning rezistori keyingi kichik razryadning rezistorining qarshiligiga nisbatan 2 barobar katta. Raqamli boshqarish sxema RBS — hisoblagich yoki rezistr bo’lib uning signallari ikkilamchi razryadlarga mos ravishda kontaktsiz kalitlarning SA1, SA2 ... San xolatlarini topshiradi shunda kalitlarning holati mos razryadlarning qiymatlariga bog’liq. Kalitning har biri vazn rezistorini operatsion kuchaytirgichning inventori kirishi yoki nol shinasi bilan bog’lab turibdi. Shunday qilib kuchaytirgichning kirishiga kirish signallari ai=1 bo’lgan razryadlarning umumiy toki uzatiladi.
2Uet I0= ------- (a12-1+a22-2+ .... +an2n ) R
Raqam-analogli o’zgartirgich a)-og’irlik rezistorlari bilan, b)-pog’onali tok topshirish zanjiri.
Kuchaytirgich DA I0 tokini U chiq kuchlanishiga aylantirib beradi. Uchiq= - I0R0c=Uet (a12-1+a22-2+ .... +an 2-n)
Bu yerda ko’rinib turibdiki ikkilamchi razryadlarni ma’lum sonida n U chiq 2n diskret qiymatlarga, 0 – U chiq max diapazoniga ega bo’lishi mumkin
Analog-raqam o’zgartkichlari (ARU) Avtomatik boshqarish, rostlash va boshqa tizimlarida datchiklarning axbaroti analog ko’rinishida olinadi. Ushbu axbarotni raqamli boshqarish qurilmalarga yoki EХM larga kiritish uchun ARU lar hizmat qiladi. Ko’pincha ARU lar kuchlanish yoki tok ko’rinishidagi kirish signalini parallel yoki ketma-ket ko’rinishdagi ikkala yoki ikki-o’nli raqamli kodga o’zgartiradi. Uzluksiz o’lchanayotgan kattalikni uning ma’lum vaqt Δt ichida oniy qiymati bilan almashtirish vaqt bo’yicha kvantlash deb ataladi. Δt vaqt intervali. kvantlash qadami deb ataladi, o’zgartirish chastotasi esa f=1/Δt kvatlash chastotasi. Kvantlash qadami ikki qismga bo’linadi. Birinchi qism davrida analog signali raqam ko’rinishiga o’zgartiriladi, ikkinchi davrida esa rezistrga yozilib undan moslamani boshqa qismlariga uzatiladi. Bu yerda bu kirish signali haqidagi qiymat axbarotga aylantiriladi. Analog signalini raqam signaliga o’zgartirishi o’zgartgichining razryadlar maksimal soni bilan aniqlanuvchi darajada erishish mumkin. Bu tamoyil satx bo’yicha kvantlash ataladi. Ko’p tarqalgan ARU lardan biri integrallash usulida ishlaydigan o’zgartkich. O’z navbatda bu usul yana bir necha guruxga ajratsa bo’ladi: bir qiyalik, ikki qiyalik ARU lar (5.5.-rasm). Bu ARU chiziqli tavsifnoma va kichik narhga ega. Uning ish sikli 3 davrga ega; birinchi — nolning korreksiyasi ikkinchi — kirish signalning integrallash va uchinchi — tayanch kuchlanishini integrallash. Birinchi davrda siljish kuchlanishini rostlash yo’li bilan signalning avtomatik korreksiyasi amalga oshiriladi. Shu davrning o’zida SA2 kalit yordamida o’zgartgichning kirishi massa bilan tutashadi va hato haqidagi axborot S2 kondensator yordamida xotiraga kiritiladi.
Ikki qiyalik integrallash ARU si. a-prinsipial sxemasi, b-vaqt diagrammasi.
ТKG-tayanch kuchlanish generatori NAKS-nulning avtomatik korreksiya sxemasi. ТIG-takt impulslar generatori. BK- boshqarish qurilmasi. IХ- impulslar hisoblagichi. Ikkinchi davr mobaynida kirish signali integrallanadi va takt impulslarni bir nechasi hisoblanadi. Bu davrning ohirida DA1 integratorning chiqishida kirish signalning qiymatiga proporsional signal hosil bo’ladi. Uchinchi davrda DA1 integratorning kirishiga kirish signalning o’rniga teskari qutbli tayanch kuchlanishi uzatiladi. Buning natijasida integratorning chiqish kuchlanishi kamayadi. Shu vaqtning o’zida takt impulslarining soni hisoblanadi. Kuchlanishning kamayishi DA2 komparator belgilagan kuchlanishigacha davom etadi. Agar Т 2 birinchi intervalning davomiyligi Т3 ikkinchi intervalning davomiyligi chiqish signalning raqam qiymati quyidagicha aniqlanadi: U kir =T3/T2.U t. (5.7) Ushbu ARU larning aniqligi faqat tayanch kuchlanishning stabilligiga bog’liq
Avtomatik eslab qolish uskunalari Avtomatik eslab qolish uskunalari (AEU) signalini yozish, saqlash va tarqatish uchun xizmat qiladi. Eslab qolish uskunalarida barcha ma’lumotlar hisoblashning ikkilik sistemasiga o’zgartiriladi va saqlanadi. Eng oddiy eslab qolish uskunalari perfokartalar va perfolentalar hisoblanadi. Bu uskunalar eslab qolish va yozish tezligi juda past, taxminan 100 sifr/sek. Shu sababli bunday uskunalar hozirgi kunda qiymatlarni hisobga olish va hisoblash natijalarini olish uchungina xizmat qiladi. Magnitli motorlarda ma’lumotlarni yozish uchun magnitli ovoz yozish usulidan foydalaniladi. Bu usulda yozish signali magnit lentasini yaqinda joylashadigan magnitli golovkaga uzatiladi. Lentaning bir qismi magnitlanadi va magnitlanish holati signal to’xtagandan keyin ham saqlanib turadi. Impulsning 101 qutblanish holatiga qarab turlicha qutblangan yulakcha hosil qillinadi, ya’ni «0» va «1» sonlariga mos keladi. Magnit lentasining magnitlangan qismidagi qatori magnit yo’lakchasini hosil qiladi, hisoblash esa magnitli galovka orqali amalga oshiriladi. Bu vaqtda cho’lg’amda e.yu.k hosil qilinadi, ya’ni «0» va «1» sonlariga mos keladi. Bu usulning
afzalliklari: katta miqdorda saqlash qobiliyatiga ega va saqlash muddati chegaralanmagan. Kamchiliklari: harakatlanuvchi qismlarini mavjudligi, kerakli ma’lumotlarni olishda kutish holati.. Katta ma’lumotlarni olish, yozish va saqlash uchun triggerlar ishlatiladi (trigger-2ta elektron lampadan va 2ta tranzistorlardan tashkil topgan bo’ladi.). Тrigger yordamida eslab qolish qurilmasining sxemasi

Bu sxema (registr) 4-ta triggerlardan (Т1…Т4) va 3ta kechikish liniyasi (L3- liniya zaderjka)dan va L3 rezistorlar va kandensatorlar zanjiridan tuzilgan bo’ladi. Masalan registorda 13-sonini yozish kerak. Ikkilik sistemasida 1101 shaklida va o’nlik sistemasida (1*23 +1*22 +0*21 +1*20 ) ko’rinishida almashtiriladi. Registrga sonni kiritishdan oldin registrdan oldingi yozuvlar o’chiriladi, har bir triggerning chiqishida «0» raqami o’rnatiladi. Birinchi razryad uzatilganda Т1 triggerni chiqishida «1» raqami paydo bo’ladi, registr bo’yicha esa «1000». So’ng kirishga «siljish» impulsi keladi va Т1 trigger chiqishida yana «0» paydo bo’ladi. «1» ni yozish paytida Т1 chiqishida musbat impuls hosil bo’ladi va bu impuls Т2 ga ta’sir ko’rsatmaydi. Siljish impulsi ta’sirida esa manfiy impuls hosil bo’ladi va L3 (kechikish liniyasi) orqali Т2 triggerni kirishiga ta’sir qiladi va uni chiqishida «1» raqamini yozadi (endi registrda «0100» yoziladi). Keyingi etapda Т1 holati o’zgarmaydi va kelayotgan siljish impulsi sonni bir razryad o’ngga siljitadi, ya’ni («0010»)3 . Keyingi uchinchi impuls «1» Т1 registrga 1 raqamini yozadi («0010»)3 siljish impulsi esa 1 raqamini Т1 va Т3 triggerlaridan Т2 va Т3 triggerlariga o’tkazadi, ya’ni («0010»)3 . Nihoyat oxirgi impuls Т1 triggerga yoziladi va registrda kerakli son «1101», ya’ni 13 raqami paydo bo’ladi.

Avtomatik xisoblash uskunalari Hozirgi kunda elektromexanik va elektron hisoblash qurilmalari ishlab chiqarish jarayonlarida keng qo’llanilmoqda. Ular asosan 2 ta sinfga bo’linadi: analogli va raqamli. Analogli xisoblash qurilmalarida matematik kattaliklar fizik analoglar bilan hosil qilinadi (kuchlanish orqali). Raqamli uskunalarda matematik kattaliklar raqamli formada namoyon etiladi. Raqamli uskunalar tuzilishi jixatidan murakkab va kam hisoblash xatolikka ega. Avtomatikada asosan analogli hisoblash uskunalari qo’llaniladi, ya’ni kirish va chiqish signalidagi matematik bog’lanishni hosil qiladi. Bu holatda hisoblash uskunalari (HU) topshirish elementlari (ТO) funksiyasini bajaradi va u taqqoslash organiga (ТO) qo’shiladi.
Тopshirish funksiyasi vazifasini bajaruvchi xisoblash uskunasining sxemasi Bu sxema asosida programmali boshqarish tizimlari ishlaydi. Boshqa holatlarda hisoblash qurilmalari (HU) taqqoslash organi (ТO) funksiyala-rini bajaradi.
Bu sxemada HU har doim hisoblash jarayonini boshqarib boradi va rostlagich (R) boshqarish obektiga (BO) rostlash ta’sirini o’tkazadi.
Тaqqoslash funksiyasi bajaruvchi xisoblash uskunasining sxemasi Hisoblash uskunalari teskari aloqada, ya’ni koorektirovka zvenosida xam ishlaydi

Тeskari aloqa funksiyali bajaruvchi xisoblash uskunasining sxemasi. Asosiy xisoblash uskunalari quyidagilar xisoblanadi: -qo’shish va ayirish uskunalari, -ko’paytirish va bo’lish uskunalari. Bu uskunalarda asosiy qism hal qiluvchi kuchaytirgich hisoblanadi.